固體物理精品教學(xué)（張?jiān)路迹┕腆w物理簡(jiǎn)史

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1、發(fā)展簡(jiǎn)史結(jié)晶學(xué)的發(fā)展和其它學(xué)科一樣，郡是隨著人類社會(huì)牛產(chǎn)力的發(fā)展而逐漸發(fā)展起來的。它的發(fā)展過程如同人們認(rèn)識(shí)事物的過程一樣，是山表及里，山簡(jiǎn)單到復(fù)雜的。十七世紀(jì)以前，人們對(duì)晶體就己經(jīng)開始有了一些認(rèn)識(shí)。但是由于在這一時(shí)期生產(chǎn)發(fā)展很慢，歐洲各國(guó)宗教神權(quán)占了統(tǒng)治地位。因此，對(duì)于各種自然現(xiàn)象的解釋也都帶上了宗教選信的色彩。對(duì)晶體的認(rèn)識(shí)也不例外，把它看成是上帝創(chuàng)造的。十七世紀(jì)以后，結(jié)品學(xué)開始作為一門科學(xué)得到發(fā)展。人們開始從事這方面的研究，發(fā)現(xiàn)了許多與結(jié)晶體本質(zhì)有關(guān)的現(xiàn)象。十八世紀(jì)為幾何結(jié)晶學(xué)的主要發(fā)展時(shí)期，至十九世紀(jì)幾何結(jié)晶學(xué)逐漸走向完備，達(dá)到了成熟

2、階段，開始進(jìn)行晶體構(gòu)造學(xué)方面的研究。到了十九世紀(jì)末X射線被人們發(fā)現(xiàn)，并于二十世紀(jì)初把它應(yīng)用到晶體內(nèi)部構(gòu)造屮去。這樣，便使得結(jié)晶學(xué)的發(fā)展大大地向前推進(jìn)一步。出現(xiàn)了結(jié)晶學(xué)的許多新分文，產(chǎn)牛了許多新的理論?，F(xiàn)將結(jié)晶學(xué)發(fā)展過程按其幾個(gè)主要階段分述如下：⑴葫芽時(shí)期什七世紀(jì))這個(gè)時(shí)期是結(jié)晶學(xué)開始發(fā)展階段，一般只是注意晶體的外表研究。才開始注意到晶體的光學(xué)性質(zhì)。166眸丹麥學(xué)者斯丹諾(N.8ten01638—1687)對(duì)石英和赤鐵礦品體進(jìn)行了研究后，首先發(fā)現(xiàn)了品體的面角守恒定律(又稱斯丹諾定律)。這一定律的發(fā)現(xiàn)便奠定了結(jié)晶學(xué)的共礎(chǔ)，特別是幾何結(jié)品學(xué)的基

3、礎(chǔ)。使人們認(rèn)千資百態(tài)的品體外形中找到了初棗規(guī)律。與比N時(shí)，判麥學(xué)者巴爾托林(E.Bayt01tnsl62；一1698)于1朗9年乂枉方解石的晶體小發(fā)現(xiàn)了雙折射現(xiàn)象。從而奠定了晶體光學(xué)的基礎(chǔ)。1678年荷蘭學(xué)者惠更斯(C.Huygensl629—1695)根據(jù)方解石的解理和雙折射性質(zhì)，提出了晶體是具有一定形狀的物質(zhì)質(zhì)點(diǎn)(成橢球形的物質(zhì)分子)作規(guī)則的累迭而渡的，還試圖找岀品體內(nèi)部的構(gòu)造規(guī)律。這一觀點(diǎn)是B9R體構(gòu)造思想的最早萌薩。(2)發(fā)展階段(十八——十九世紀(jì))這個(gè)時(shí)期是幾何結(jié)晶學(xué)的主要發(fā)展階段，八何結(jié)品學(xué)的許多基本定律，部在這時(shí)建穴起來。到

4、了十九世紀(jì)，可以說是已經(jīng)達(dá)到了非常成熟的階段，并提出了晶體構(gòu)造的理論。俄國(guó)學(xué)者艾列爾(1707-1783)研究晶體的形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)所有晶體的品面數(shù)加角頂總是等于晶棱數(shù)加2這一公式，后來被人們稱為艾列爾公式。1729年俄國(guó)學(xué)者羅蒙諾索夫(M.B.JloMo曰OGOB1711—1765)創(chuàng)立了“微分子學(xué)說”,認(rèn)為晶體是由球形的微分子堆砌而成的。他以此解釋了硝石(NaNO：)品體的六邊形打柱面的夾角總是120。。這就不但從理論上闡釋丁品體面角守恒定律的本質(zhì)問題，而且這一見解和后來所建立起來的晶體構(gòu)造的現(xiàn)代概念有些相近。1780年法國(guó)學(xué)者阿諾德(

5、A.C.Arnouldl742-1806)發(fā)明接觸測(cè)角儀。后來，法國(guó)學(xué)者羅美德利爾(LouisRom6Delisle1736—1790)利用這一測(cè)角儀進(jìn)行了二十多年的測(cè)角工作，一共測(cè)量丁500多種g、物晶體。肯定了晶體面角守恒定律的普退黨義。1784年法國(guó)學(xué)者網(wǎng)羽依(R.J.Haliyl743-1822)ffi于對(duì)方解石晶體沿著解理而裂開性質(zhì)的觀察，提出了晶體是由無數(shù)個(gè)具有多面體形狀的原始“組成單位”在三度空間無間隙地平行堆砌而成。他的這種恩怨莫定了晶體構(gòu)造學(xué)的基礎(chǔ)。1801年阿羽依發(fā)表了著名的整數(shù)定律(又稱阿羽依定律)，從而滿意地解釋了

6、晶體外形與其內(nèi)部構(gòu)造間的關(guān)系。此外，他又提出了晶體是對(duì)稱的，這種對(duì)稱不但為晶體外形所固有，同時(shí)也友現(xiàn)在晶體的物理性質(zhì)上。1809年英國(guó)學(xué)者烏拉斯頓(W.H.Wollastonl766-1828)設(shè)計(jì)出了第一臺(tái)單團(tuán)反射捌角儀。這種儀器的出現(xiàn)，使得品體測(cè)角工作酌粘:度大為提高。當(dāng)時(shí)，這項(xiàng)工作盛極一時(shí)，曾積累了許多實(shí)際資料。1805—1809年間，德國(guó)學(xué)者魏斯(C。8.we[ss1780—1856)以實(shí)驗(yàn)方法確定了晶體中不同的旋轉(zhuǎn)軸。繼Z乂總結(jié)出了品體的對(duì)稱定律，并于1813年首先提岀品體分為六大品系。他的這些工作為晶體的合理分類奠定丁基礎(chǔ)。與

7、此同時(shí)，他又砌定了結(jié)晶學(xué)中另一個(gè)重要定律——晶帶定律(又稱魏斯定律)。從而進(jìn)一步闡明了晶體界限要素之間的關(guān)系。1818年和1839年德國(guó)學(xué)者魏斯和英國(guó)學(xué)者米勒爾(W.H.Millo『1801—1880)先后創(chuàng)立丁表示晶面空間位置的魏氏符號(hào)和米氏符號(hào)。后者至今仍得到廣泛的應(yīng)用。徳國(guó)學(xué)者藤塞爾(1.F.Ch.Hcsseil792-1872)首先推導(dǎo)出晶體外形可能的一切對(duì)稱組合一32種對(duì)稱型。但由于當(dāng)時(shí)不被重視，所以他的這一成果未被人們所注意。1867年俄國(guó)學(xué)者加多林(A.B.『a四nMn1828—1892)^嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)方法加以推導(dǎo)，得出了相同

8、的32種對(duì)稱型，引起人們的重視。從而完成了晶體宏觀對(duì)稱的總結(jié)工作，為品體的分類奠定了基礎(chǔ)。晶體內(nèi)部構(gòu)造理論的研究工作，隨著幾何結(jié)晶學(xué)的深入開展，也得到了迅速的發(fā)展。1842年徳國(guó)學(xué)者弗蘭肯漢姆